企业荣誉HONORS
您当前位置:亿达滑模 > 技术创新 > 浏览文章技术创新

地下室和会所屋盖大跨度梁结构设计

日期:2015-3-4 15:16:39 来源:转载 浏览数:
 
分享到:

 一、工程概况
本项目位于广州萝岗中心北区,总用地面积为69621平方米。本小区总建筑面积为164677平方米,地上建筑面积113301平方米,一层地下室,地下室建筑面积为51376平方米。为了使结构设计尽可能优化,并且满足建筑使用功能的要求,地上所有塔楼均为十二层的剪力墙结构;会所只有一层,屋顶为大跨度框架结构;地下室底板为无梁大板结构,顶板为梁板结构及无梁楼盖相结合。基础形式为预应力管桩基础。
工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为‖类,抗震设防分类为丙类。基本风压0.5kN/m2,地面粗糙度类别为B类。框架抗震等级为三级。
以下内容主要介绍整个地下室和会所屋盖大跨度梁结构的设计。
二、主要设计难度
设计难度主要集中在地下室和会所游泳池上部屋盖大跨度结构。
(一)地下室部分
1. 预应力技术是解决超长不设缝结构裂缝控制的主要方法之一,可以抵抗由于收缩和温度变形受到约束而产生的应力,而实现超长不设缝的目的。国内的大量研究和工程实测证明,采用预应力来控制超长不设缝结构的开裂问题是可行的。
从理论上讲,只要预应力筋在结构中产生的压应力大于混凝土收缩和温度变化而产生的拉应力,结构不设缝长度再大也可以通过预应力来控制,但在实际工程中应考虑是否经济、是否技术合理、是否满足工期要求等问题,在工程实践中要避免走入预应力可以解决所有裂缝问题的误区。例如,有些结构因为预应力筋的配置不尽合理而造成开裂严重的后果,还有很多结构配置了过量的预应力筋,既浪费了材料,又使结构水平构件的承载力过大而延性不足不利于抗震。
此外,需要注意的是,过少的构造配筋会导致超长不设缝结构在预应力筋张拉之前就出现严重开裂。在超长不设缝结构中,合理配置预应力筋及非预应力筋、结合后浇带选择合理的张拉次序以及针对收缩和温差选择合适的预应力张拉比率等都是工程实践中需要解决的关键技术问题。
本项目地下室结构长向长度335.3米,短向长度为252米,建筑要求不设缝,这给结构的抗裂带来很大的挑战。经过与建筑工种的协调和充分考虑建筑功能的使用要求,将整个地下室分成三大标高的三大块,高差分别为小的为1.45m,大的为4.0m;在每大块的内部设变形沟和后浇带并在混凝土里掺加外加剂,以及加强板通长筋。经过这些措施的处理,从地下室施工完工至现在已有三年多,还没有收到有温度裂缝的报告,说明这些处理对超长抗裂达到了很好的效果。
(1)与建筑工种协调设置跌级高差
跌级高差的设置有效地减短了地下室同一标高平面的长度,对温度应力的减小起了决定性的作用。
(2)后浇带
考虑长期热涨冷缩的影响,考虑干缩和施工期间水泥水化热影响常采用施工后浇带(也称后浇缝)等措施,设置后浇带是超长不设缝结构,既经济又有效的一种裂缝控制措施。在现浇钢筋混凝土结构中,只在施工期间保留的临时性变形带,称为后浇带。设置后浇带后,结构被分成若干区块,各区块结构长度远小于整体结构的长度,并使各区块结构长度满足规范要求的不设缝限值。后浇带一般与施工缝结合起来,在施工后期再封闭,然后将结构连成整体共同承担各种作用。在后浇带闭合前,因收缩和温度变形受约束而产生的应力值明显减小,这是因为在封闭后浇带前温度变形,特别是混凝土的收缩变形已经完成了相当一部分。
如果想取得更好的效果,应合理控制后浇带浇筑时间,如在主体结构浇筑完成3~6个月之后再封闭,并使后浇带在环境温度较低时闭合,还可有效降低构件的拉应力。但由于业主和施工周期的要求,有些工程在预应力筋张拉之后就马上封闭后浇带。对于补偿收缩混凝土,此时混凝土才刚刚开始收缩,此后浇带只不过给张拉预应力筋提供了一个工作面,而不能有效降低结构中的收缩和温度应力。在工程实践应避免如此。地下室顶板、底板相同的位置设置多道1米宽的后浇带,后浇带的大样按照《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)后浇带超前止水构造。
(3)变形沟
地下室顶板、底板相同的位置设置三道变形沟,变形沟的设置有效地减短了地下室同一标高平面的长度,对温度应力的减小起了很大的作用。
(4)掺加外加剂
地下室底板、顶板、侧壁采用微膨胀混凝土,其中后浇带内掺12%的HEA型材料,后浇带外掺8%的HEA型材料,掺量按胶凝材料总重比计。
(5)加强通长配筋
底板、顶板、侧壁钢筋均按通长布置。楼板中通过后浇带的钢筋双层布置,并应断开搭接,搭接长度大于等于45d,浇灌板带混凝土前将分离筋加焊。主筋较密时,钢筋也可不断开,但后浇带位置用附加短筋方式对板配筋进行适当加强。
(二)会所大跨度结构
大跨度建筑常用结构形式;大跨度常用建筑结构根据结构形式,受力构件排列组合不同可分平面结构体系和空间结构体系两大类,共有八种。它们是:平面结构体系有拱、刚架以及桁(héng)架。空间结构体系有网架、折板(薄壳)、悬索、膜结构以及混合结构。
会所的游泳池屋面为单跨27.5米跨度的屋盖。这里的难度是:1.屋顶要做花园,要求覆土0.6m厚,荷载比较大;2.为了防腐蚀,游泳池上部结构不做钢结构;3.建筑要求比较严格,截面不能大。最后经过反复试算,充分利用纵向短跨梁的强度,大跨方向走密肋梁结构。最后柱截面为900×1500,梁截面为600×1500,很好地满足了建筑的美观和使用功能要求。
三、结论
(1)地下室无缝设计时需要采取多种措施相结合,以解决结构超长的问题。地下室顶板不设缝长度很大,地下室顶板又与上部各主楼间或相连,混凝土结构的施工和裂缝控制存在相当的难度。如大面积混凝土梁板的连续浇筑,后浇带的设置方式、间距及封闭时间的选择,预应力筋的合理布置等问题。这些施工技术如果处理不当,楼板有可能在施工过程中就开裂。因此,该项目将各种裂缝控制措施结合在一起综合应用,并相应采取了一系列技术和施工措施,以保证工程的施工质量。
(2)采用预应力技术可增加房屋跨度,便于室内自由分割,亦为建筑提供较大的空间,以满足使用功能要求和较高的生产工艺要求。归纳起来,采用大跨度预应力技术有四大优势特征:可减少水、暖、电的各种管道,安装也比较方便,降低装修费用,并且可取得良好的采光通风效果;由于这种结构体系的房屋具有便于定性模板与“飞模”技术施工的特点,可大大简化预应力与非预应力布置的程序,不但可节省模板,降低模板费用,而且可明显加快施工速度,缩短工期;预应力混凝土结构具有较强的变形恢复能力,抗震性能明显高于普通钢筋混凝土结构,而且便于震后加固;楼板结构内部存在的预应力,可以抵消楼板内混凝土的收缩,可以有效地解决楼板开裂渗漏的通病,能够为住户提供高品质的住宅。
同时,大跨度预应力技术还方便了装修,传统框架结构的房子中,明梁是不可避免的;采用大跨度预应力技术后,明梁可以变成暗梁,业主装修房屋可以更顺利。采用最普通最常用的超长的结构和大跨度的结构形式即可解决装修中的设计问题。结构设计应根据不同的功能和使用要求,采用相适应的材料和结构形式,选择符合实际受力情况的计算模型。
 

相关阅读

上一条:桥梁工程施工前的工程监理工作

下一条:海河特大桥主桥桩基设计及施工